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以下将主要介绍各种典型元件的构造型式和设计原则。
一、长桁设计
长桁承受蒙皮的局部气动力传给翼肋，并对蒙皮提供支持，提高蒙皮的失稳临界应力。单块式机翼中长桁是承受机翼总体弯矩引起的轴力的主要元件，其重量约占到机翼结构重量的 %&’ ( )*’。在以梁主要承弯而长桁不受轴力的薄蒙皮梁式机翼中则可能只占 )’ (+’。受总体轴力的长桁沿轴向应连续，尽量不间断，要保证其强度。为减轻重量可按等强度设计，使翼剖面上长桁总面积（或长桁数量）由翼根向翼尖逐渐减小。
长桁受拉时截面积由极限强度 ,-定，但须乘以钉孔削弱影响系数 .**/ 0。在受压区则由失稳临界应力定。长桁有总体失稳和局部失稳两种形式，任何一种失稳都会使长桁失效，因此确定截面积时应取总体失稳临界应力 1和局部失稳临界应力 2中的较小者作为 34值。一般说，通过合理设计使 5和 2值尽量接近（即同时到限），有利于减轻重量。
由总体失稳临界力
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可知，提高长桁垂直于其轴线的剖面惯性矩 、支持系数 "以及减小肋距均可提高 ，但需考虑肋数量增多后引起的重量增加，应取其结构总重量较轻者为合理设计。长桁为薄壁杆件，一般由几块薄板组成。每块板的局部失稳临界应力设计为 % ’( )*
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% & [（+, "）] %为提高 %，应减小（ +, "）和提高支持系数。
由以上可知，长桁剖面形状与失稳临界应力有很大关系。中（ .）/（ 0）长桁用薄铝板弯制而成，用于受力不大的结构。现广泛应用的是硬铝挤压型材。现代运输机采用 1形或 2形的长桁加筋板较多，这种长桁的惯性矩 和局部失稳临界应力均较大，且铆接较为方便。长桁端板带圆头时也对提高长桁的 ，有利。但要注意，如果长桁剖面高会使翼盒的有效高度 34..有所降低。帽型材和 5形剖面与蒙皮铆接后会形成封闭剖面，此时扭转刚度好，但在使用中易积水，且很难排出，易引起腐蚀，一般说很少采用。但在某些特殊情况下，如波音 6 7’7整体油箱壁板上就铆有帽形型材兼作通气管路用。
处于疲劳和损伤容限敏感区的受拉长桁材料应选择 -’-8，95:-等疲劳性能和断裂韧性好的铝合金。长桁的终止端应斜削以使壁板剖面面积和刚度和缓减小，这可防止长桁末端仍存在较高应力而导致在紧固件处引发蒙皮的疲劳裂纹。
二、机翼蒙皮与加筋板（壁板）设计
蒙皮形成机翼外形并承受空气动力，现代飞机机翼蒙皮较厚，一般都参与承受机翼扭矩引起的剪流和弯矩引起的轴向拉压。在单块式机翼上蒙皮重量约占机翼重量的 -;< / 8’<。目前常见的蒙皮有金属蒙皮、复合材料层压蒙皮、夹层蒙皮和整体壁板等。现代飞机广泛使用硬铝（下表面蒙皮）、超硬铝；在 =>*-( ;的高超音速飞机上有用钛合金； =>*?的飞机有用不锈钢蒙皮。夹层蒙皮由上、下两块面板和中间芯材组成，芯材有蜂窝夹芯、泡沫塑料、波纹板等。对于有些主要按刚度设计、本身结构高度较薄的舵面、调整片等操纵面及翼尖上，还常采用全高度蜂窝的夹层结构。复合材料蒙皮（或壁板）由于其特殊的优异性能，被广泛地用于第四代战斗机和近些年设计的飞机的翼面结构上。
蒙皮与长桁、翼梁缘条连接在一起，组合成壁板（也称加筋板）。翼肋和梁、墙的腹板向壁板提供横向支持。壁板有以下几种典型形式：薄板式壁板、承力蒙皮壁板和整体壁板。
:(薄板式壁板薄板式壁板是指蒙皮较薄，可视为薄板。当薄蒙皮受轴向压力时将先发生失稳现象，但因有长桁支持，壁板并不破坏而仍可继续加大载荷，直到长桁的应力达到其 •-;:•
失稳临界应力为止。设计计算时可把蒙皮在两长桁间的宽度 折合成有效宽度，加到每根长桁的面积中去，该有效宽度内蒙皮的正应力取其等于长桁的临界应力 "， %。
&’承力蒙皮与长桁铆接组合式壁板这种壁板中的蒙皮较厚，蒙皮截面积占总壁板截面面积的比例较大，蒙皮和长桁的受压失稳临界应力接近。这类壁板有多种破坏形式，可能发生蒙皮失稳；或长桁失稳（局部失稳或总体失稳）；也可能是长桁与蒙皮共同出现总体失稳（即宽柱失稳）等形式。
这类壁板因要考虑许多方面的参数和各种不同的失稳形式，故确定壁板最合理的结构尺寸比较困难。设计时实际上不能只依靠理论计算，而经常要使用试验数据和据此定出的设计图表或进行优化设计来确定。这类壁板只有当整个结构破坏时才认为是临界设计状态，故为减轻结构重量，有时允许在达到设计载荷之前蒙皮出现失稳，只是根据刚度要求和设计经验，对于不同结构元件须规定出在设计载荷的不同百分比（例如 ()* + )*）以上才容许出现不导致破坏的失稳。但若有个别长桁出现失稳，那么只有在有充分依据说明其不会诱发结构破坏的情况下，才可认为是非临界设计状态，否则一般作为临界设计状态处理。
应该注意到，如果蒙皮很薄，受载失稳后出现较大的皱纹时将扰动翼型面上的气流，并产生较大阻力，这对高速飞机尤应避免；此外薄板的反复屈曲会导致意想不到的早期疲劳破坏。所以现代高速飞机机翼蒙皮一般均较厚，有时宁可减小桁距，以避免上述问题的发生。
,’整体壁板
这是一种重量轻、强度高的构件。对承受大载荷的长度大的整体壁板最普遍采用的是挤压成型或机械加工的整体构件，此外也可用化学铣切、精密铸造等方法制作。
当飞机飞行速度进一步提高时，机翼上载荷增大，机翼厚度更趋变薄。此时若仍采用蒙皮—长桁结构有以下两种增强办法，但研究表明：若加厚蒙皮则增重多；而增多长桁将增加工艺困难，且因铆接导致的表面质量问题会使阻力增大。因此出现了整体壁板，它在现代高速薄翼飞机上，特别是机翼结构整体油箱区，得到广泛应用。它与蒙皮 -长桁组合式壁板相比有如下优点：
结构上便于按等强度合理分布材料，通过加工使壁板沿展向取得最佳的变厚度分布。结构的总体和局部刚度好，蒙皮不易失稳，改善了气弹特性。同时由于减少了铆钉数量，机翼表面更加光滑，提高了气动外形准确度；减少了装配工作量、钉孔的应力集中以及它对壁板截面积的削弱。这样既减轻了紧固件的重量；又可改善疲劳性能；并减少了密封材料的用量，对整体油箱设计提供了有利因素。采用整体壁板一般
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飞机检测与维修实用手册 1(90)
